[发明专利]利用共面直线阵列标定摄影测量相机的算法

摘要

本发明提供了一种利用共面直线阵列标定摄影测量相机的算法，步骤包括：a)建立用于相关畸变参数标定的回光反射共面直线阵列场,以下简称场；b)使用待标定相机以第一方式对所述场进行拍照；c)建立所述场内任一回光反射直线的成像模型，即建立直线上的像面点、直线参数与相机内方位参数之间满足的数学关系；d)求解所述成像模型的误差方程以及对应的法方程，并通过最小二乘平差技术求解平差结果；e)通过分块运算快速求解所述法方程中的各项以及法方程的最小二乘解。

主权项

1.一种利用共面直线阵列标定摄影测量相机的算法，步骤包括：a)建立用于相关畸变参数标定的回光反射共面直线阵列场,以下简称场；b)使用待标定相机以第一方式对所述场进行拍照，其中所述第一方式为：在需要标定的距离上，调整相机光轴与所述场平面垂直；对所述场进行一次拍摄后再将所述相机旋转90°对所述场进行二次拍摄，获得相互垂直的直线簇；c)建立所述场内任一回光反射直线的成像模型，即建立直线上的像面点、直线参数与相机内方位参数之间满足的数学关系；所述建立所述场内任一回光反射直线的成像模型的步骤为：c1)对像面上的直线进行采样，求得采样点的亮度中心坐标；c2)使用相机内方位参数对采样点进行畸变校正，包括主点坐标、径向畸变参数、偏心畸变参数及面内畸变参数；c3)用直线的指向角和离开原点的距离作为描述直线的参数，使校正后的坐标满足特定直线方程；c4)计算第i条直线上第j个采样点的图像坐标的残差；d)求解所述成像模型的误差方程以及对应的法方程，并通过最小二乘平差方法求解平差结果；其中，通过最小二乘平差技术求解平差结果的步骤为：d1)将各项参数描述为估值与平差量的和；d2)对直线的成像模型进行线性近似；d3)用待求解参数的估计值计算函数估计值，并写出对应每条直线的误差方程组；d4)获取通过最小二乘平差技术求解平差结果用到的法方程；e)通过分块运算快速求解所述法方程中的各项以及法方程的最小二乘解；其中，通过分块运算快速求解法方程中的各项以及法方程的最小二乘解的步骤为：e1)利用每条直线上采样点数据之间的不相关性，求解第i条直线对应于内参数的法方程相关项；e2)遍历每条直线上的每个采样点，求解法方程中，内参数与直线参数之间的各互相关项；e3)利用不同直线参数之间的不相关性，求解第i条直线对应于其直线参数的法方程相关项；e4)遍历每条直线上的每个采样点，求解法方程中残余误差与内参数之间的相关项；e5)遍历每条直线上的每个采样点，求解法方程中残余误差与各直线参数之间的相关项；e6)将上述各项的求解结果整合为法方程等号两边的相关项；e7)求解参数估值增量的最小二乘解，以及各采样点的残余误差。